石材幕墙计算书

江苏嘉洋华联建筑装饰有限公司

第七章：石材幕墙计算书

1 基本参数 1.1 幕墙所在地区：

太仓地区；

1.2 地面粗糙度分类等级：

幕墙属于外围护构件，按《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001) A类：指近海海面和海岛、海岸、湖岸及沙漠地区；

B类：指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区； C类：指有密集建筑群的城市市区；

D类：指有密集建筑群且房屋较高的城市市区； 依照上面分类标准，本工程按B类地形考虑。

1.3 抗震烈度：

根据国家规范《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001 2008版)，太仓地区地震基本烈度为7度，地震动峰值加速度为0.1g，水平地震影响系数最大值为：αmax=0.08。

2 幕墙承受荷载计算

2.1 风荷载标准值的计算方法：

幕墙属于外围护构件，按建筑结构荷载规范(GB50009-2001 2006年版)计算：

wk=βgzμzμs1w0 ……7.1.1-2[GB50009-2001 2006年版] 上式中：

wk：作用在幕墙上的风荷载标准值(MPa)； Z：计算点标高：4m；

βgz：瞬时风压的阵风系数；

根据不同场地类型,按以下公式计算(高度不足5m按5m计算)： βgz=K(1+2μf)

其中K为地面粗糙度调整系数，μf为脉动系数

A类场地： βgz=0.92×(1+2μf) 其中：μf=0.387×(Z/10)-0.12 B类场地： βgz=0.89×(1+2μf) 其中：μf=0.5(Z/10)-0.16 C类场地： βgz=0.85×(1+2μf) 其中：μf=0.734(Z/10)-0.22 D类场地： βgz=0.80×(1+2μf) 其中：μf=1.2248(Z/10)-0.3 对于B类地形，4m高度处瞬时风压的阵风系数： βgz=0.89×(1+2×(0.5(Z/10)-0.16))=1.8844 μz：风压高度变化系数；

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根据不同场地类型,按以下公式计算： A类场地： μz=1.379×(Z/10)0.24

当Z>300m时，取Z=300m，当Z<5m时，取Z=5m； B类场地： μz=(Z/10)0.32

当Z>350m时，取Z=350m，当Z<10m时，取Z=10m； C类场地： μz=0.616×(Z/10)0.44

当Z>400m时，取Z=400m，当Z<15m时，取Z=15m； D类场地： μz=0.318×(Z/10)0.60

当Z>450m时，取Z=450m，当Z<30m时，取Z=30m； 对于B类地形，4m高度处风压高度变化系数： μz=1.000×(Z/10)0.32=1

μs1：局部风压体型系数；

按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001(2006年版)第7.3.3条：验算围护构件及其连接的强度时，可按下列规定采用局部风压体型系数μs1： 一、外表面

1. 正压区 按表7.3.1采用； 2. 负压区

— 对墙面， 取-1.0 — 对墙角边， 取-1.8 二、内表面

对封闭式建筑物，按表面风压的正负情况取-0.2或0.2。 本计算点为体型系数人工给定：2。

由于大部分幕墙都有开启，按[5.3.2]JGJ102-2003条文说明，幕墙结构一般的体型系数取1.2(大面区域)、2.0(转角区域)。

另注：上述的局部体型系数μs1(1)是适用于围护构件的从属面积A小于或等于1m2的情况，当围护构件的从属面积A大于或等于10m2时，局部风压体型系数μs1(10)可乘以折减系数0.8，当构件的从属面积小于10m2而大于1m2时，局部风压体型系数μs1(A)可按面积的对数线性插值，即： μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA

在上式中：当A≥10m2时取A=10m2；当A≤1m2时取A=1m2；

w0：基本风压值(MPa)，根据现行<<建筑结构荷载规范>>GB50009-2001附表D.4(全国基本风压分布图)中数值采用，但不小于0.3KN/m2，按重现期50年，太仓地区取0.0005MPa；

2.2 计算支撑结构时的风荷载标准值：

计算支撑结构时的构件从属面积： A=1.2×4.2=5.04m2 LogA=0.702

μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA =1.719 μs1=1.719+0.2 =1.919

wk=βgzμzμs1w0

=1.8844×1×1.919×0.0005 =0.001808MPa

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2.3 计算面板材料时的风荷载标准值：

计算面板材料时的构件从属面积： A=0.9×0.8=0.72m2 LogA=0

μs1(A)=μs1(1)+[μs1(10)-μs1(1)]logA =2 μs1=2+0.2 =2.2

wk=βgzμzμs1w0

=1.8844×1×2.2×0.0005 =0.002073MPa

2.4 垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值：

qEAk=βEαmaxGk/A ……5.3.4[JGJ102-2003]

qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)； βE：动力放大系数,取5.0；

αmax：水平地震影响系数最大值，取0.08； Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)； A：幕墙构件的面积(mm2)；

2.5 作用效应组合：

荷载和作用效应按下式迚行组合：

S=γGSGk+ψwγwSwk+ψEγESEk ……5.4.1[JGJ102-2003] 上式中：

S：作用效应组合的设计值；

SGk：重力荷载作为永久荷载产生的效应标准值；

Swk、SEk：分别为风荷载，地震作用作为可变荷载产生的效应标准值； γG、γw、γE：各效应的分项系数；

ψw、ψE：分别为风荷载，地震作用效应的组合系数。

上面的γG、γw、γE为分项系数，按5.4.2、5.4.3、5.4.4[JGJ102-2003]规定如下：

迚行幕墙构件强度、连接件和预埋件承载力计算时： 重力荷载：γG：1.2； 风 荷 载：γw：1.4； 地震作用：γE：1.3； 迚行挠度计算时；

重力荷载：γG：1.0； 风 荷 载：γw：1.0；

地震作用：可不做组合考虑； 上式中，风荷载的组合系数ψw为1.0； 地震作用的组合系数ψE为0.5；

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3 幕墙立柱计算

基本参数：

1：计算点标高：4m； 2：力学模型：双跨梁；

3：立柱跨度：L=4200mm，短跨长L1=700mm，长跨长L2=3500mm； 4：立柱左分栺宽：1200mm；立柱右分栺宽：1200mm； 5：立柱计算间距：B=1200mm； 6：板块配置：石材； 7：立柱材质：Q235； 8：安装方式：偏心受拉；

本处幕墙立柱按双跨梁力学模型迚行设计计算，受力模型如下：

3.1 立柱型材选材计算：

(1)风荷载作用的线荷载集度(按矩形分布)：

qwk：风荷载线分布最大荷载集度标准值(N/mm)； wk：风荷载标准值(MPa)； B：幕墙立柱计算间距(mm)； qwk=wkB

=0.001808×1200 =2.17N/mm

qw：风荷载线分布最大荷载集度设计值(N/mm)；

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qw=1.4qwk =1.4×2.17 =3.038N/mm

(2)水平地震作用线荷载集度(按矩形分布)：

qEAk：垂直于幕墙平面的分布水平地震作用标准值(MPa)； βE：动力放大系数，取5.0；

αmax：水平地震影响系数最大值，取0.08；

Gk：幕墙构件的重力荷载标准值(N)，(含面板和框架)； A：幕墙平面面积(mm2)；

qEAk=βEαmaxG/A ……5.3.4[JGJ102-2003] =5×0.08×0.0011 =0.00044MPa

qEk：水平地震作用线荷载集度标准值(N/mm)； B：幕墙立柱计算间距(mm)； qEk=qEAkB

=0.00044×1200 =0.528N/mm

qE：水平地震作用线荷载集度设计值(N/mm)； qE=1.3qEk

=1.3×0.528 =0.686N/mm

(3)幕墙受荷载集度组合：

用于强度计算时，采用Sw+0.5SE设计值组合： ……5.4.1[JGJ102-2003] q=qw+0.5qE

=3.038+0.5×0.686 =3.381N/mm

用于挠度计算时，采用Sw标准值： ……5.4.1[JGJ102-2003] qk=qwk

=2.17N/mm

(4)求支座反力R1及最大弯矩：

由双跨梁弯矩图可知，两支点0，2处弯矩为零，中支点弯矩最大为M1，而在均布荷载作用下，最大挠度在长跨内出现。 M1：中支座弯矩(N·mm)； R1：中支座反力(N)； M1=-q(L13+L23)/8L

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=-3.381×(700+3500)/8/4200 =-4348811.25N·mm R1=qL1/2-M1/L1+qL2/2-M1/L2

=3.381×700/2-(-4348811.25/700)+3.381×3500/2-(-4348811.25/3500) =14555.205N

3.2 确定材料的截面参数：

(1)截面的型材惯性矩要求： k2=0

k1=4M1/(qL22)

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/76bh.html